Badanie właściwości mechanicznych i mikrostruktury zaczynu cementowego z kulkami szklanymi z wykorzystaniem modelu faza - pole i funkcji ścieżki liniowej do opisu pękania

Han, T. S.; Chung, S. Y.; Kim, J. S.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Badanie właściwości mechanicznych i mikrostruktury zaczynu cementowego z kulkami szklanymi z wykorzystaniem modelu faza - pole i funkcji ścieżki liniowej do opisu pękania

Autorzy

Han T. S. , Chung S. Y. , Kim J. S.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://www.cementwapnobeton.pl/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Investigation of mechanical properties and microstructure of cement paste with glass beads using crack phase field model and lineal-path function

Języki publikacji

PL EN

Abstrakty

Zrozumienie właściwości mechanicznych i ich związku z mikrostrukturą zaczynu cementowego jest kluczowe dla oceny jakości istniejących materiałów cementowych i projektowania nowych materiałów cementowych. W pracy tej zastosowano model pola dyfuzyjnego fazy pękania do symulacji propagacji wielu mikrospękań w materiałach cementowych z losowymi sferycznymi pustkami poddanych naprężeniom bezpośrednim. Właściwości mechaniczne oceniane za pomocą tego modelu porównywano z charakterystyką funkcji ścieżki liniowej, jednej z funkcji prawdopodobieństwa małego rzędu. Stwierdzono, że funkcja ścieżki liniowej może być skuteczna do charakteryzowania ciągłości fazy stałej w odniesieniu do właściwości mechanicznych i anizotropii.

Understanding the mechanical properties and their relation to the microstructure of cement paste is crucial for evaluating the performance of existing cementitious materials and for designing new cementitious materials. In this work, a diffusive crack phase field model is applied to multiple-microcrack propagation simulations of cementitious materials with random spherical voids experiencing direct tension. The mechanical properties evaluated using this model are further compared with the characteristics of the lineal-path function, one of the low-order probability functions. Through the analysis, it is found that the lineal-path function can be effective for characterizing the solid phase connectivity in relation to mechanical properties and anisotropy.

Słowa kluczowe

zaczyn cementowy dodatek kulki szklane właściwości mechaniczne porowatość spękanie modelowanie procesu model faza-pole funkcja ścieżki liniowej

cement paste additive glass beads mechanical properties porosity cracking process modelling phase field model lineal-path function

Wydawca

Fundacja Cement, Wapno, Beton

Czasopismo

Cement Wapno Beton

Rocznik

2018

Tom

R. 21/83, nr 3

Strony

239--250

Opis fizyczny

Bibliogr. 19 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Han T. S.

Department of Civil and Environmental Engineering, Yonsei University, Seoul, Republic of Korea

autor

Chung S. Y.

Department of Civil Engineering, Technische Universität Berlin, Germany

autor

Kim J. S.

Department of Civil and Environmental Engineering, Yonsei University, Seoul, Republic of Korea

Bibliografia

1. A. Ingraffea, Computational Fracture Mechanics: Encyclopedia of Computational Mechanics, John Wiley & Sons Ltd., 2007.
2. M. Borden, C. Verhoosel, M. Scott, T. Hughes, C. Landis, A phase-field description of dynamic brittle fracture, Comput. Meth. Appl. Mech. Eng., 217, 77-95 (2012).
3. C. Miehe, M. Hofacker, F. Welschinger, A phase field model for rate-independent crack propagation: Robust algorithmic implementation based on operator splits, Comput. Meth. Appl. Mech. Eng., 199, 2765-2778 (2010).
4. X. Zhang, A. Krischok, C. Linder, A variational framework to model diffusion induced large plastic deformation and phase field fracture during initial two-phase lithiation of silicon electrodes, Comput. Meth. Appl. Mech. Eng., 312, 51-77 (2016).
5. S. Torquato, Random heterogeneous materials: Microstructure and macroscopic properties, Springer-Verlag, 2002.
6. B. Lu, S. Torquato, Lineal-path function for random heterogeneous materials, Phys. Rev. A, 45, 922–929 (1992).
7. C. Yeong, S. Torquato, Reconstructing random media, Phys. Rev. E., 57, 495-506 (1998)
8. P. Øren, S. Bakke, Reconstruction of Berea sandstone and pore-scale modelling of wettability effects, J. Petrol. Sci. Eng., 39, 117-199 (2003).
9. N. Mayercsik, R. Felice, M. Ley, K. Kurtis, A probabilistic technique for entrained air void analysis in hardened concrete, Cem. Conr. Res., 59, 16-23 (2014).
10. R. Zhong, K. Wille, Linking pore system characteristics to the compressive behavior of pervious concrete, Cem. Concr. Compos., 70, 130–138 (2016).
11. S.-Y. Chung, T.-S. Han, S.-Y. Kim, J.-H. Kim, K. Youm, J.-H. Lim, Evaluation of effect of glass beads on thermal conductivity of insulating concrete using micro CT images and probability functions, Cem. Concr. Compos., 65, 150-162 (2016).
12. N. Bossa, P. Chaurand, J. Vicente, D. Borschneck, C. Levard, O. Aguerre-Chariol, J. Rose, Micro-and nano-X-ray computed-tomography: A step forward in the characterization of the pore network of a leached cement paste, Cement Concrete Res. 67 (2015) 138–147.
13. S.-Y. Chung, T.-S. Han, T. Yun, K. Youm, Evaluation of the anisotropy of the void distribution and the stiffness of lightweight aggregates using CT imaging, Constr. Build. Mater., 48, 998 –1008 (2013).
14. S.-Y. Chung, T.-S. Han, S.-Y. Kim, T.-H. Lee, Investigation of the permeability of porous concrete reconstructed using probabilistic description methods, Constr. Build. Mater., 66, 760–770 (2014).
15. S.-Y. Chung, T.-S. Han, S.-Y. Kim, Reconstruction and evaluation of the air permeability of a cement paste specimen with a void distribution gradient using CT images and numerical methods, Constr. Build. Mater., 87, 45–53 (2015).
16. S. Mindess, J. Young, D. Darwin, Concrete, Prentice Hall, 2003.
17. F. Djouani, M. Chehimi, K. Benzarti, Interactions of fully formulated epoxy with model cement hydrates, J. Adhes. Sci. Technol., 27, 469-489 (2013).
18. M. Zhang, A. Jivkov, Micromechanical modelling of deformation and fracture of hydrating cement paste using X-ray computed tomography characterisation, Compos. Part B-Eng. 88, 64-72 (2016).
19. S.-Y. Chung, T.-S. Han, X. Zhang, J.-S. Kim, S.-Y. Chung, J.-H. Lim, C. Linder, Area of lineal-path function for describing the pore microstructures of cement paste and their relations to the mechanical properties simulated from u-CT microstructures, Cem. Concr. Compos., In print.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-edd07093-fdea-42ad-aee4-4530488204c7